Геодезия, геология, топосъёмка от сертифицированного исполнителя "Гильдия Инжиниринг" по Украине


Пучинистые и промерзающие грунты. Чем они опасны, и как геологи помогают устранять связанные с ними риски?

Еще с античных времен строителям было известно, что не все земли одинаково хорошо использовать в качестве основания зданий. В зонах выхода на поверхность скальных пород, прочность которых не уступает высококачественному бетону, за устойчивость построек можно совершенно не опасаться. На песках и других менее прочных основаниях нужен надежный фундамент, который не позволит строительному объекту сильно осесть и «зарыться» в землю. Необходимые геометрические параметры фундаментов специалисты-проектировщики научились определять уже давно, на основании сведений об основных физических свойствах пород. Но есть, однако, группа грунтов, называющихся специфическими, характеристики которых изменяются под влиянием внешних факторов. «Яркие» представители этой группы – набухающие грунты и пучинистые промерзающие грунты, не раз становившиеся причинами преждевременного разрушения многих построек, пока люди не разгадали их секреты.

Агрохимический анализ почвы

В чем заключается коварство пучинистых и набухающих грунтов?

Особенность, отличающая пучинистые и набухающие грунты – это способность неоднократно (циклически) изменять объем.

Набухающие грунты

К этому типу относятся некоторые виды глин, способные увеличивать объем (набухать) при возрастании влажности и сжиматься при ее снижении. Напряжение, возникающее в геологическом массиве, сложенном набухающими глинами, бывает настолько велико, что вызывает подъем построенных на нем сооружений на несколько метров. Чередующиеся подъемы и опускания приводят к растрескиванию фундаментов, других элементов построек. При неоднородном геологическом строении либо неравномерном намокании, здания накреняются и теряют устойчивость.

Пучинистые грунты

Ведут себя примерно так же и оказывают сходное воздействие на строительные объекты. Отличается лишь причина, провоцирующая изменение объема грунтовой массы. В данном случае это – сезонное промерзание почвы. Пучинистость проявляется при замораживании и оттаивании водонасыщенного грунта, когда он представлен породами, обладающими большой пористостью и, вместе с тем, слабыми фильтрационными свойствами: суглинками, глинами, пылеватыми и мелкозернистыми песками. Пучиниться могут, хотя и не в такой степени, средне- и крупнозернистые пески, при условии, что в них (в качестве заполнителя порового пространства) присутствует не менее трети пылеватых и глинистых частиц. Учитывая, что проявлять свои опасные специфические свойства могут лишь пучинистые промерзающие грунты, проблема пучения почвы существует лишь в северных и умеренных широтах.

Исследования в зонах, где можно встретить набухающие и пучинистые грунты

Чтобы своевременно выявить набухание или морозное пучение грунтов, предупредить воздействие, оказываемое на фундаменты сооружений этими процессами, геологические работы в зонах возможного риска производят с особой тщательностью. В ходе изысканий устанавливают:

  • динамику уровня грунтовых вод;
  • среднюю температуру и длительность зимнего морозного сезона;
  • глубину промерзания грунта;
  • деформации построек, имеющихся в зоне исследования; признаки пучения и набухания (трещиноватость на стенках обнажений, откосах котлованов;
  • суффозионный вынос мелкодисперсных частиц из трещин).

Механические испытания для установления прочностных характеристик грунта должны производиться как при естественной влажности, так и при искусственном водонасыщении. В отчете, помимо собранной информации, дается прогноз изменения обстановки на стройплощадке, предлагаются рекомендации по организации дальнейших наблюдений и мероприятия по обеспечению устойчивости строительного объекта.

По каким критериям выявляют риск набухания и пучения?

Для предварительного прогнозирования возможного набухания или пучения исследуют породу на гранулометрический состав, пластичность и влажность. Определяют плотность скелета (твердых частиц) и пористость. Если результаты анализов свидетельствуют, что по данным критериям грунт вполне может оказаться специфическим, то переходят к дальнейшим испытаниям, в процессе которых оценивают:

  1. влажность набухания после окончания поглощения воды образцом;
  2. относительную деформацию образца;
  3. влажность после полной усадки;
  4. относительное уменьшение размера после усыхания;
  5. давление набухания, возникающее во время намокания образца;
  6. абсолютную деформацию пучения;
  7. относительную деформацию (отношение высоты подъема к мощности пучинистого слоя);
  8. давление пучения.

Чтобы не допустить набухание и морозное пучение грунтов, вредное воздействие, оказываемое ими на фундаменты сооружений создающимся давлением, здания и сооружения должны проектироваться с пониманием специфических особенностей местной геологии. Оптимально, когда фундамент закладывается на более низкой отметке, чем глубина промерзания грунта. После этого пучинистые промерзающие грунты уже не могут представлять серьезной угрозы зданию. С набуханием мощных пластов глин бороться труднее, но современные строительные технологии позволяются справляться и с этой проблемой, при условии, естественно, своевременного выявления ее инженерами-геологами.

Комментарии и вопросы:


Ваши вопросы, замечания и пожелания Вы можете оставить здесь. Мы обязательно ответим на все Ваши обращения